微分干涉顯微鏡適于研究活細胞中較大的細胞器。將微分干涉顯微鏡接上錄像裝置，可以觀察記錄活細胞中的顆粒及細胞器的運動。微分干涉顯微鏡能使細胞的結構，特別是一些較大的細胞器，如核、線粒體等，立體感特別強，適合于顯微操作。目前像基因注入、核移植、轉基因等的顯微操作常在這種顯微鏡下進行。
微分干涉顯微鏡的工作原理：
當兩束光通過光學系統時會發生相互干涉，如果相位相同，干涉的結果是亮度增強，反之，就會相互抵消變暗，這就是光波的干涉現象。
微分干涉顯微鏡是以平面偏振光為光源，光線經棱鏡折射后分成兩束，在不同時間經過樣品的相鄰部位，然后經過另一棱鏡將這兩束光匯合，從而樣品中厚度上的微小差別就會轉化成明暗區別，增加了樣品反差，造成了標本的人為三維立體感，類似大理石上的浮雕。
微分干涉顯微鏡的光路簡述：
非偏振光，經過45度偏振片，再經過棱鏡，被分成兩束互相垂直的偏振光，再經過聚光透鏡，光線到樣品&載物臺，經過樣品作用，光發生了相移，又經過物鏡聚光透鏡的會聚，再次到棱鏡上，棱鏡將兩束互相垂直的偏振光重新組合成同一偏振方向（相位差異被轉換到幅度上），即135度偏振方向，這引起光的干涉，造成圖像的增強或變暗，視光程差而定，再經過135度偏振片，去掉直接傳送的光。
